桂西北环境移民安置区新垦土地土壤质量与可持续利用研究——土壤肥力特征

本文对环江肯福环境移民安置示范区所采 88个表层土样及 4个剖面土样有机质 ,全氮 ,全磷 ,全钾 ,水解氮 ,速效磷 ,速效钾 ,pH等指标进行了测定。结果表明该区表层土壤有机质含量较高 ,土壤氮相对丰富 ,钾含量偏低 ,磷严重缺乏 ,pH偏酸性。土壤剖面发育完整 ,在土壤剖面中有机质、氮、速效磷、交换性钾主要聚集在 2 0cm的表层土壤中 ,全磷随深度的增加而降低 ,全钾和 pH值则随土壤深度增加而上升     

亚热带红壤丘陵典型区土壤全氮的空间变异特征

在GIS支持下,运用地统计学方法分析了耕层土壤全氮的空间变异特征,并在此基础上利用Kriging插值方法绘制了土壤全氮的空间分布图。结果表明,在步长间隔60 m下,土壤全氮具有较强的空间相关性,其相关距离为208 m。在NE30°、NE120°两个方向上具有典型的几何异向性结构特点;在NE60°、NE150°两个方向上具有典型的带状异向性结构特点。Kriging插值结果表明,研究区土壤全氮的空间分布表现为条带状和斑块状分布。土壤全氮高值斑块区的分布与地势相对低洼的地形部位相吻合。地形是影响土壤全氮空间变化的主要因素。     

白春礼副院长视察广西环江喀斯特农业生态试验站

7月13—14日，中国科学院常务副院长、院党组副书记白春礼院士一行莅临中科院亚热带农业生态所广西环江喀斯特农业生态试验站视察指导工作。     

添加^14C标记稻草对喀斯特典型土壤有机碳矿化的影响

为了研究有机物质对喀斯特地区典型土壤有机碳积累与转化的影响,采集两种喀斯特典型土壤（棕色石灰土、黑色石灰土）和一种对照土壤（红壤）的表层土壤（0～15cm）,设置不添加外源物质（CK）和添加14C标记的稻草（T1）的处理,进行为期100d的土壤培养试验及矿化试验。测定并分析了这3种典型土壤类型的微生物生物量碳（MBC）表观周转时间和田间周转时间、外源有机物质对土壤原有有机碳的激发效应以及CO2释放量。结果表明：MBC表观周转时间和田间周转时间依次分别为（71±2）d、（243±20）d、（254±45）d和0.29、1.0、1.04a。添加标记的14C有机物质后,土壤原有有机质的激发效应大小依次为红壤〉棕色石灰土〉黑色石灰土。在相同条件下,红壤不利于土壤有机质的累积,而棕色石灰土和黑色石灰土有利于土壤有机质的累积。     

喀斯特典型洼地土壤水分的垂直变异研究

利用2005年5月在桂西北喀斯特洼地10 m×10 m地块范围内的网格(2 m× 2 m)采样数据,用地统计学方法分析了两种土地利用类型(耕地和牧草地)0-80 cm土壤水分的垂直变异结构及其分布格局,结果表明,耕地和牧草地土壤水分呈现弱变异特征,两者的垂直变异趋势大致随土层加深先减小后增大,其中牧草地土壤水分的变异程度相对较大;耕地和牧草地土壤水分在垂直层面均具有良好的半方差结构和较强的空间相关性,均可用球状模型拟合,变程分别是66.0 cm和49.1 cm.垂直变异还具有明显的各向异性,均用指数模型拟合;土壤水分的空间相关性及变程与土壤容重具有一定关系.研究显示,洼地退耕还草后土壤总体上朝着有利于水分保蓄和植被恢复的方向转变.     

基于工程措施的喀斯特落水洞土壤及养分流失阻控效果

为揭示前期研发的阻控工程措施对喀斯特峰丛洼地土壤及养分流失的阻控效果,采用室内模拟和原位监测,采集暴雨后经阻控和未阻控的水流样品,分析样品中土壤、总养分及溶解性养分含量变化。结果表明,室内模拟暴雨条件下,生物质炭对土壤和养分流失的阻控效果表现为前期好于后期,且阻控效果与过滤材料粒径相关,以40目效果好于20目。其中,在暴雨初期(0 h),40目生物质炭对总氮、总磷、总钾流失的阻控率分别为31.9%、35.9%和37.2%,显著高于20目生物质炭对相应养分的阻控率(19.1%、16.6%和18.4%)。原位条件下,暴雨后24 h内工程措施(使用混合过滤材料)对总氮、总磷和总钾的阻控率分别达40.0%、92.3%和62.6%,对硝态氮、磷酸盐流失的阻控率分别为35.3%和12.5%,对其它有效态养分流失的阻控效果不明显(0.66%～3.70%)。总体上,采用工程措施对于暴雨后经喀斯特峰丛洼地落水洞流失土壤及总养分的阻控效果明显,但对水溶态养分的阻控效果有限。     

喀斯特典型生态系统土壤有机碳积累特征与稳定机制

土壤有机碳是衡量生态系统稳定性、土壤健康与肥力水平的重要指标。喀斯特峰丛洼地土壤具有土被不连续、土层浅薄、高钙、微碱性等特点,造成其有机碳分布、积累与稳定机制有别于其它岩性发育的土壤。基于此,我们在过去10年研究中,建立了基于探地雷达技术的喀斯特非连续性土壤及其有机碳分布的研究方法,研究了土壤微生物总量及其群落、碳氮循环相关功能微生物群落对喀斯特生态系统退化的响应,探讨了喀斯特土壤丛枝菌根真菌群落分布特征及其对岩性、坡位等立地条件的响应,明确了外源有机碳和无机碳(碳酸钙)输入对喀斯特土壤有机碳矿化和积累的影响,从团聚体稳定性、有机碳矿化、激发效应、微生物生物量碳周转角度明确了土壤有机碳的稳定性以黑色石灰土棕色石灰土红壤,初步阐明了喀斯特土壤有机碳的稳定性机制,并研发了土壤垂直漏失阻控技术、桑枝原位快速腐熟技术等喀斯特区土壤改良的关键技术。其结果对于揭示喀斯特生态系统土壤有机碳积累与稳定机制、评估喀斯特区土壤固碳的效应与潜力、提升喀斯特生态系统的可持续性有重要科学意义。     

喀斯特有机烟区不同施肥模式对烟叶化学成分的影响及其与土壤微生物性质的关系

【目的】研究酒糟配施微生物肥逐步取代烟草专用有机肥和农家肥对烤烟烟叶主要化学成分以及土壤微生物性质的影响。【方法】采用小区试验,设置10个有关酒糟有机肥部分替代或完全替代农家肥和商品有机肥并配施微生物肥的处理,于烤烟成熟期采集烟叶样品和土壤样品,分析烟叶化学成分、土壤基本性质和微生物群落结构。【结果】当酒糟部分替代或完全替代农家肥和商品有机肥时,配施微生物肥在一定程度上均能降低烟叶烟碱(尤其是下部叶,降幅0.00%~0.60%)、总糖(降幅0.67%~5.91%)、还原糖(降幅0.24%~5.46%)、氯含量,小幅度增加烟叶氮素含量(P0.05),而对钾素影响不大(P0.05)。与对照相比,大部分优化施肥处理能在一定程度上改善烟叶化学成分,且当酒糟部分取代专用有机肥和农家肥时,需配施少量沃土沃或时科竹炭微生物肥,而当其全部取代专用有机肥和农家肥时可不配施微生物肥(P0.05)。所有施肥处理下,土壤细菌均以变形菌(平均占总细菌群落的19.0%)、放线菌(16.5%)、酸杆菌(14.1%)和绿弯菌(13.7%)占优势,且优化施肥后土壤细菌优势群落结构和多样性能保持稳定,以维持原有土壤生态功能。【结论】基于分析烟叶化学成分、土壤基本性质和微生物群落结构表明,采用喀斯特山区低廉且易获得的酒糟配合少量微生物肥替代价格高昂的烟草专用有机肥以及日渐匮乏的农家肥是可行的。     

洞庭湖区不同耕种方式下水稻土壤有机碳、全氮和全磷含量状况

在洞庭湖区的2km2典型样区内,按3个/hm2的密度采集土样,分析不同耕种方式下(水稻、水旱轮作油菜、水改旱种苎麻1~5年)水稻土壤的有机碳、全氮和全磷含量状况。结果表明,水稻田土壤有机碳、全氮和全磷含量水平均较高,水田改为旱地后土壤有机碳、全氮含量及C/N比值有较大幅度的下降,但全磷含量变化不大。土壤有机碳、全氮及C/N比值均以水稻田土壤>油菜地土壤>苎麻地土壤,与水稻田相比,油菜土壤有机碳平均下降了11.19%、全氮下降了10.33%,而苎麻土壤有机碳平均下降了35.57%、全氮下降了31.61%。土壤有机碳与全氮之间呈线性关系,相关性均达极显著水平(P<0.01)。     

打顶对烤烟植株钾素代谢和钾离子通道基因表达的影响

 【目的】定量检测打顶对烟株钾离子通道基因表达的影响,为从分子水平上研究打顶对烟草钾素营养调控机理提供理论依据。【方法】在盆栽基质培养条件下,利用实时荧光定量PCR技术检测了打顶后（1 h、5 h、24 h和14 d）烟株钾离子通道基因表达的变化,并通过酶联免疫法分析烟株内源激素的含量。【结果】与不打顶处理比较,打顶能够降低整株钾累积量,有利于钾素向叶和根中分配;能够抑制NKT1和NTORK1基因在叶中表达,诱导其在根中表达。NKT1叶中表达量高于根,NTORK1在打顶后24 h内叶中表达量高于根,打顶后14 d根中表达量高于叶。根中钾离子通道基因表达是调控根系钾素累积和决定地上部K+浓度的关键。打顶有利于K+从根系细胞质膜中流出,导致由根系向地上部运输的K+减少,从而使烟叶中钾累积量降低。打顶对钾离子通道基因表达的调控作用与烟株内源激素水平变化有关,打顶后叶中IAA含量降低,根中IAA含量增加,其中14d时根中IAA比不打顶处理增加了140.7%。【结论】打顶后烟株内源激素水平变化可能是调控钾离子通道基因表达的主要原因,而钾离子通道基因表达的变化直接影响着烟株体内钾素累积和分配。